Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I
Представлена новая методика расчета и исследования режимных параметров аэродинамики в рабочем объеме гигротермической печи типа ГТП-135.
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61222 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I / Б.І. Басок, А.І. Накорчевський, М.П. Новіцька, М.П. Петренко, М.А. Хибина // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 60-69. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61222 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-612222014-04-28T03:01:41Z Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I Басок, Б.І. Накорчевський, А.І. Новіцька, М.П. Петренко, М.П. Хибина, М.А. Энергосбережение Представлена новая методика расчета и исследования режимных параметров аэродинамики в рабочем объеме гигротермической печи типа ГТП-135. Представлено нову методику розрахунку та дослідження режимних параметрів аеродинаміки у робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135 A new method of calculation and investigation for aerodynamic behavior parameters of a hygrothermic oven of GTO-135 type is presented. 2007 Article Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I / Б.І. Басок, А.І. Накорчевський, М.П. Новіцька, М.П. Петренко, М.А. Хибина // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 60-69. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61222 533.6\664.65 uk Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Энергосбережение Энергосбережение |
| spellingShingle |
Энергосбережение Энергосбережение Басок, Б.І. Накорчевський, А.І. Новіцька, М.П. Петренко, М.П. Хибина, М.А. Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I Промышленная теплотехника |
| description |
Представлена новая методика расчета и исследования режимных параметров аэродинамики в рабочем объеме гигротермической печи типа ГТП-135. |
| format |
Article |
| author |
Басок, Б.І. Накорчевський, А.І. Новіцька, М.П. Петренко, М.П. Хибина, М.А. |
| author_facet |
Басок, Б.І. Накорчевський, А.І. Новіцька, М.П. Петренко, М.П. Хибина, М.А. |
| author_sort |
Басок, Б.І. |
| title |
Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I |
| title_short |
Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I |
| title_full |
Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I |
| title_fullStr |
Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I |
| title_full_unstemmed |
Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I |
| title_sort |
дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу гтп-135. частина i |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Энергосбережение |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61222 |
| citation_txt |
Дослідження аеродинамічних процесів в робочому об’ємі гігротермічної печі типу ГТП-135. Частина I / Б.І. Басок, А.І. Накорчевський, М.П. Новіцька, М.П. Петренко, М.А. Хибина // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 60-69. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT basokbí doslídžennâaerodinamíčnihprocesívvrobočomuobêmígígrotermíčnoípečítipugtp135častinai AT nakorčevsʹkijaí doslídžennâaerodinamíčnihprocesívvrobočomuobêmígígrotermíčnoípečítipugtp135častinai AT novícʹkamp doslídžennâaerodinamíčnihprocesívvrobočomuobêmígígrotermíčnoípečítipugtp135častinai AT petrenkomp doslídžennâaerodinamíčnihprocesívvrobočomuobêmígígrotermíčnoípečítipugtp135častinai AT hibinama doslídžennâaerodinamíčnihprocesívvrobočomuobêmígígrotermíčnoípečítipugtp135častinai |
| first_indexed |
2025-07-05T12:13:35Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:13:35Z |
| _version_ |
1836809050943127552 |
| fulltext |
Вступ
Метою представленої роботи є оптимізація
конструктивних рішень та обрання оптимальної
системи режимних параметрів роботи гігро;
термічної печі типу ГТП;135. В Інституті
технічної теплофізики НАН України (ІТТФ НА;
НУ) протягом певного часу проводилися науко;
во;дослідні та конструкторські роботи по ство;
ренню малогабаритної гігротермічної печі для
випікання широкого асортименту хлібобулочних
виробів. Зокрема, було розроблено типоряд енер;
гоощадних однодверних гігротермічних печей
періодичної дії різної продуктивності. Міні;печі
типу ГТП;135 є зручними та економічно вигідни;
ми для оснащення міні;пекарень при випіканні
хліба та хлібобулочних виробів невеликими
партіями.
Враховуючи накопичений в ІТТФ НАН Ук;
раїни великий досвід щодо експлуатації малога;
баритних гігротермічних печей для міні;пека;
рень є доцільним проведення більш детального
вивчення теплоаеродинамічних процесів, що
виникають у печі типу ГТП;135, із застосуван;
ням сучасних методів комп’ютерного моделю;
вання.
Поставлена задача розв’язувалася із викорис;
танням пакета моделюючих програм PHOENICS
3.6. Для дослідження було обрано стандартну k;ε
модель (для великих значень чисел Рейнольдса) у
формі, яка була запропонована Лаундером і
Сполдінгом [1].
60 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Представлено нову методику розра*
хунку та дослідження режимних пара*
метрів аеродинаміки у робочому об’ємі
гігротермічної печі типу ГТП*135
Представлена новая методика рас*
чета и исследования режимных параме*
тров аэродинамики в рабочем объеме
гигротермической печи типа ГТП*135.
A new method of calculation and inves*
tigation for aerodynamic behavior parame*
ters of a hygrothermic oven of GTO*135
type is presented.
УДК 533.6\664.65
БАСОК Б.І., НАКОРЧЕВСЬКИЙ А.І., НОВІЦЬКА М.П.,
ПЕТРЕНКО М.П., ХИБИНА М.А.
Інститут технічної теплофізики НАН України
ДОСЛІДЖЕННЯ АЕРОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ В
РОБОЧОМУ ОБ’ЄМІ ГІГРОТЕРМІЧНОЇ ПЕЧІ
ТИПУ ГТП*135. Частина I.
C – константа моделі;
D – діаметр;
G – генерація турбулентної кінетичної енергії;
k – кінетична енергія турбулентності;
p – тиск;
R – радіус імітатора;
t – час;
u – швидкість;
V – початкова швидкість вихідного повітря;
X, Y, Z – осі координат;
δ – символ Кронекера;
ε – швидкість дисипації турбулентної енергії;
μ – динамічний коефіцієнт в’язкісті;
ν – кінематичний коефіцієнт в’язкості;
σ – константа;
ρ – густина;
τ – проміжок часу, тензор напруг;
Re – число Рейнольдса.
Індекси:
i, j – номер координати;
k – кінетичний;
mol – молекулярний;
t – турбулентний;
ε – дисипація;
Σ – загальний.
Скорочення:
ГТП – гігротермічна піч;
АСО;3, МС;13 – марки анемометрів.
Використання турбулентних моделей для теп;
ломасообмінних процесів в печі фізично зумовле;
но тією обставиною, що при великій кількості
просторово розташованих в печі тіл ; джерел по;
глинання теплоти і поглинання або виділення во;
логи (зокрема 135 буханок хліба для печі ГТП;
135), в околі кожного з них рух повітря суттєво
неламінарний. Біля кожної буханки хліба виника;
ють застійні зони, вихроутворення, пульсації
швидкості, прискорення, динамічного тиску,
особливо при реалізації змінних режимів випікан;
ня – зміни загального температурного напору та
загальної вологи в печі. Окрім цього, на виході
повітря безпосередньо з вентилятора значення
числа Рейнольдса для реальної конструкції печі
Re = DV / ν,
де D – діаметр вхідного патрубка вентилятора,
V ≈ 6...10 м/с – діапазон зміни початкової
швидкості вихідного повітря, ν – кінематичний
коефіцієнт в’язкості, знаходиться у діапазоні
Re = (0,6…1) · 105. Це відповідає виникненню су;
то турбулентного режиму течії.
Адаптація узагальненої
теплофізичної моделі
Виявилося доцільним спочатку проводити
дослідження аеродинамічних процесів у робочо;
му об’ємі печі без врахування внутрішніх джерел
теплоти (електротенів). Тому далі викладено ме;
тодику розв’язання задачі дослідження аероди;
намічних процесів в робочому об’ємі печі типу
ГТП;135, що проводиться у два етапи. На першо;
му етапі вивчались аеродинамічні процеси за
умови зміни швидкості вентилятора та конфігу;
рацій робочої області незавантаженої печі. На
другому етапі досліджувались аеродинамічні про;
цеси у робочої області гігротермічної печі типу
ГТП;135 при наявності імітаторів буханок хліба.
Поставлена задача розв’язувалася для постій;
ної густини (без урахування архімедових сил) у
відсутності внутрішніх джерел маси. Тому систе;
ма рівнянь стандартної k;ε моделі може бути за;
писана у вигляді [2, 3]:
для i = 1,2,3 ; (1)
, (2)
де (1) це рівняння нерозривності, (2) – рівняння
збереження кількості руху, через τij позначено
тензор напруг:
; i, j =1, 2, 3.
У рівнянні μΣ це загальна в’язкість, яка визна;
чається формулою μΣ = μmol + μt . Через μt позна;
чено турбулентну в’язкість.
Модель турбулентності ґрунтується на транс;
портних рівняннях для кінетичної енергії турбу;
лентності:
; рівняння для кінетичної енергії турбулент;
ності:
, (3)
; рівняння для швидкості її дисипації:
, (4)
де Gk – генерація турбулентної кінетичної енергії,
яка отримана завдяки градієнту середньої швид;
кості. Величина Gk визначається із співвідношен;
ня:
.
Турбулентна в’язкість μt була розрахована за
формулою Прандтля ; Колмогорова
.
Модельні константи задавалися такими зна;
ченнями: С1ε = 1,44; С2ε = 1,92; Сμ = 0,09;
σk = 1,0; σε= 1,3 [1].
ε
ρ=μ μ
2k
Ct
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1 61
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Схема хлібопекарської
печі типу ГТП1135.
Для виконання розрахунків було побудовано
тривимірну схему хлібопекарської печі, яка
повністю співпадає з реальними параметрами
хлібопекарської печі типу ГТП;135 (рис. 1).
Зовнішній контур (1, рис. 1): висота – 1650 мм;
ширина до скосів – 1030 мм; скоси починаються
на висоті 550 мм; ширина на нижньому рівні –
750 мм.
Внутрішня область: висота – 1650 мм; ширина –
750 мм, глибина – 900 мм. На поверхні 2 на відстані
375 мм від зовнішньої бічної стінки встановлено
вентилятор 4 на висоті 850 мм від низу. Діаметр
вентилятора D = 440 мм. Бічні поверхні 5 являють
собою горизонтальні направляючі потоку повітря,
що нагнітається вентилятором у внутрішню об;
ласть камери печі. В конструкції печі реалізовано
горизонтальні направляючі двох типів:
; суцільні смуги під певним кутом до верти;
калі, розміром 30х750 мм;
; прорізи, розміром 5х750 мм.
Крім того, для модифікованої робочої об;
ласті у просторі між зовнішнім контуром і
внутрішньою областю (ширина 140 мм), встанов;
лено по 3 вертикальні направляючі з кожного бо;
ку на відстані 100 мм одна від одної. Вони
кріпляться на бічні стінки внутрішньої області.
Розмір вертикальної направляючої: 70х1100 мм.
Перша пара вертикальних направляючих ; під
кутом 5о, друга – 15о, третя – 30о. Кути розташу;
вання направляючих можуть змінюватися, вра;
ховуючи особливості продукції, що випікається.
Направляючі обох типів використовуються для
керування потоком повітря, яке поступає в робо;
чу область.
Граничні умови
Задача розв’язувалася у трьохвимірній ста;
ціонарній постановці при таких граничних умовах.
Бічні поверхні зовнішнього контуру 1 – абсолют;
но гладкі, нормальна компонента швидкості на
них дорівнює нулю. Температура у робочій об;
ласті на початок розрахунків становить 20 оС, тиск –
1 · 105 Па. На виході з вентилятора 4 (рис. 1) прий;
мається рівномірний профіль подовжньої швид;
кості для вентилятора. Розрахунки проводились
для різних значень швидкості, можливих для ре;
алізації в печі типу ГТП;135, а саме: 6 м/с, 7 м/с і
8 м/с. Такі значення було обрано виходячи з
вимірювань, які здійснювалися у робочій зоні
печі типу ГТП;135: 1) анемометром крильчастим
марки АСО;3 (діапазон вимірюваних швидкос;
тей від 0,3 м/с до 5 м/с); 2) анемометром чашко;
вим марки МС;13 (діапазон вимірюваних швид;
костей від 1 до 20 м/с).
Широкий діапазон вхідних швидкостей венти;
лятора від 6 до 8 м/с реально обумовлений різним
асортиментом випічки. Скажімо, при випічці
кондитерських виробів, печива, піци, кексів
інших виробів, що характеризуються невелики;
ми розмірами, необхідні помірні режими аероди;
намічного обдуву. Випаровування вологи із заго;
товок і їх нагрівання можна провести при менш
інтенсивній аеродинаміці, тому такі режими ре;
алізуються при швидкості вентилятора, близької
62 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 1. Схема хлібопекарської печі типу ГТП�135.
Позначення: 1 � зовнішня поверхня, 2 – внутрішня
область, 3 – вертикальні направляючі (заслінки),
4 – вентилятор, 5 – бокові горизонтальні
направляючі.
до 6 м/с. При випічці великих буханок хліба не;
обхідно підвищити інтенсивність потоків
нагрітого пароповітряної суміші, для чого
найбільш оптимальною є швидкість біля 8 м/с. А
випічка батонів проходить при середньому зна;
ченні швидкості вентилятора 7 м/с.
Результати розрахунків для
незавантаженої печі
Дослідження полів швидкостей потоку
повітря було зумовлено тим, що за рахунок, голо;
вним чином, вимушеної конвекції повітря відбу;
вається перенесення теплоти і вологи в печі як в
цілому, так і до кожного нагріваємого та зволожу;
ваного або осушуваного об’єкту – буханки хліба.
Від ступеня інтенсифікації руху повітряного
потоку істотно залежать і енергетичні затрати і
загальна тривалість випікання хліба, тобто
енергетичний рівень та час протікання теплово;
логообмінних процесів.
Кінетична енергія турбулентності характери;
зує локальну аеродинаміку, а значить і локальний
тепловологообмін в усьому робочому об’ємі печі.
Тому просторова ізотропність і часова рівно;
мірність її розподілу сприяє реалізації однакових
умов тепломасообміну для кожної локальної
ділянки робочого об’єму печі, а, відповідно, і для
кожної окремої буханки хлібного виробу, що в
результаті призводить до однакової якості випе;
чених виробів при єдиному часі випікання.
Дослідження динамічного тиску зумовлені ви;
явленням таких режимів повітряного обдуву кож;
ного виробу, щоб різниця тисків, що діють на бу;
ханку не була б суттєвою, тобто такою, що не
призводить до деформації виробу, його сплющен;
ню, розриву. Це в свою чергу ускладнює процеси
тепловологообміну, а головне, призводить до
погіршення або втрат товарного вигляду продукції.
Були одержані та проаналізовані поля швид;
костей, тиску та кінетичної енергії турбулент;
ності, які виникають у робочій області печі без
застосування вертикальних направляючих (для
різних значень початкової швидкості вентилято;
ра (рис. 2–7) та з додаванням вертикальних на;
правляючих (рис. 8–3). Дослідження та аналіз да;
них було виконано для характерної вертикальної
площини Z;X, що проходить через середину гли;
бини внутрішньої області печі при Y ≈ 450 мм.
Як видно з рис. 2, 3, швидкість повітря, зна;
чення якої представлено в гамі кольорів і
відповідних значень справа рис., у зоні випікання
при швидкості потоку з вентилятора 6 м/с приблиз;
но становить 3,5 м/с, а для випадку 7 м/с – 4,0 м/с
(рис. не наведено) і 8 м/с відповідно – 4,5 м/с. Во;
на достатньо велика. Такий швидкісний режим
не підходить для процесу випікання хлібобулоч;
них виробів, тому що можливо виникнення так
званого ефекту „здування” тістових заготовок та
їх нерівномірного нагрівання. З метою запобіган;
ня таким небажаним процесам були проведені
розрахунки з використанням вдосконаленої мо;
дернізованої схеми печі. Було додано вертикальні
направляючі 3 під різними кутами на бокових
внутрішніх поверхнях 5 печі (рис. 1).
Зазначимо, що середня обємна швидкість об;
дуву повітря в модернізованій печі (рис. 8, 9) при
швидкості вентилятора 6 м/с становить 1,61 м/с,
а при швидкості вентилятора 8 м/с – 2,30 м/с,
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1 63
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 2. Розподіл швидкостей у робочій області
печі. Швидкість потоку повітря з вентилятора –
6 м/с. Зріз наведено для Y ≈ 450 мм, тобто для
вертикальної площини Z�X, що проходить через
середину глибини внутрішньої області печі.
64 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 3. Розподіл швидкостей у робочій області
печі. Швидкість потоку з вентилятора – 8 м/с,
Y ≈ 450 мм. Білі області на малюнку (тут і
надалі) – це сукупність векторів швидкості.
Рис. 5. Розподіл кінетичної енергії турбулентності
у робочій області печі. Швидкість потоку з
вентилятора – 8 м/с, Y ≈ 450 мм.
Рис. 4. Розподіл кінетичної енергії
турбулентності у робочій області печі.
Швидкість повітряного потоку з вентилятора –
6 м/с, Y ≈ 450 мм.
Рис. 6. Розподіл тиску у робочій області печі.
Швидкість потоку повітря з вентилятора –
6 м/с, Y ≈ 450 мм.
тобто збільшення потужності вентилятора на
33% призвело до 43% росту інтегральної (по всій
камері) швидкості обдуву. Це означає, що зрос;
тання швидкості переважає збільшення не;
обхідної для цього потужності. Такий факт, в
свою чергу, призводить до зменшення часу про;
цесу випічки, а отже до ефекту загального енер;
гозаощадження. Аналогічні результати спос;
терігаються і для немодернізованої печі, (рис. 2,
3), де середні обємні швидкості становлять для 6 м/с
і 8 м/с відповідно 1, 54 м/с та 2, 62 м/с, а їх зрос;
тання – 70%.
Ще одна особливість аеродинаміки печі поля;
гає в тім, що при модернізації зі встановленням
направляючих покращується ізотропність роз;
поділу швидкості по всьому об’єму печі, про що
свідчить співставлення рис. 2 і 8 та рис. 3 і 9. Да;
ний ефект призводить до підвищення якості про;
дукції.
Поля кінетичної енергії турбулентності (рис. 6
і 7 та рис. 12 і 13) практично однакові для всієї
площини показу, за виключенням лише області,
де знаходяться електротени. Зазначимо, що
рівномірність розподілу кінетичної енергії турбу;
лентності для варіанту вентилятора зі середньою
швидкістю 8 м/с краща, ніж при середній швид;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1 65
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 7. Розподіл тиску у робочій області печі.
Швидкість потоку з вентилятора – 8 м/с,
Y ≈ 450 мм
Рис. 8. Розподіл швидкостей у зміненій
(модернізованій) робочій області печі. Швидкість
потоку з вентилятора – 6 м/с, Y ≈ 450 мм.
Рис. 9. Розподіл швидкостей у зміненій
(модернізованій) робочій області печі. Швидкість
потоку з вентилятора – 8 м/с, Y ≈ 450 мм.
кості 6 м/с, про що свідчить співставлення рис. 12
і 13. Даний факт теж призводить до покращення
якості випічки.
Поля розподілу тиску значно рівномірні при
наявності бокових направляючих, тобто в мо;
дернізованій печі. На це вказує порівняння рис. 6
і 12 та рис. 7 і 13. Найбільш ізотропний розподіл
тиску для середньої швидкості вентилятора 8 м/с,
де вся площина досліджень, за виключенням
верхніх бокових областей з електротенами, знахо;
диться під надлишковим тиском приблизно 7 кПа.
Таке значення надлишкового тиску не впливає
на якість продукції, що випікається.
Результати розрахунків для
завантаженої печі
З метою наближення умов модельних розра;
хунків аеродинамічних характеристик до реаль;
них процесів, що виникають у гігротермічній
печі типу ГТП;135 при випічці подового хліба, у
робочій області було розміщено 78 (по 6 на 13
рівнях) об’єктів;імітаторів напівсферичної фор;
66 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 10. Розподіл кінетичної енергії турбулентності
у зміненій (модернізованій) робочій області печі.
Швидкість потоку – 6 м/с, Y ≈ 450 мм.
Рис. 11. Розподіл кінетичної енергії у зміненій
(модернізованій) робочій області печі. Швидкість
потоку з вентилятора – 8 м/с, Y ≈ 450 мм.
Рис. 12. Розподіл тиску у зміненій
(модернізованій) робочій області печі. Швидкість
потоку з вентилятора – 6 м/с, Y ≈ 4450 мм.
ми (радіус R = 100 мм). Розрахунки, як й у попе;
редніх випадках, проводилися для різних швид;
костей вентилятора, а саме: 6 м/с і 8 м/с. На
рис. 14;19 наведені поля швидкостей, тиску та
кінетичної енергії турбулентності, які виникають
у робочій області печі з наявними імітаторами бу;
ханок хліба.
Зазначимо, середня обємна швидкість в мо;
дернізованій печі з імітаторами в порівнянні без
них зростає на 0,10 м/с і становить 1,71 м/с при
швидкості вентилятора 6 м/с (рис. 14) та 2,09 м/с
при швидкості вентилятора 8 м/с (рис. 15). Окрім
цього, в порівнянні з піччю баз імітаторів буха;
нок хліба середня обємна швидкість в печі менш
залежить від потужності (аналог швидкості) вен;
тилятора.
Це вказує на той факт, що вибраний діапазон
швидкостей вентилятора 6;8 м/с, а отже його по;
тужність, є найбільш сприятливими. При се;
редній швидкості вентилятора 7 м/с середня
обємна швидкість в печі, яка до речі головним
чином визначає процеси конвективного тепло;
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1 67
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 13. Розподіл тиску у зміненій
(модернізованій) робочій області печі. Швидкість
потоку з вентилятора – 8 м/с, Y ≈ 450 мм
Рис. 14. Розподіл швидкостей в модернізованій
печі при наявності імітаторів буханок. Середня
швидкість потоку з вентилятора – 6 м/с. Зріз
наведено для Y ≈ 450 мм.
Рис. 15. Розподіл швидкостей. Швидкість потоку з
вентилятора – 8 м/с. Зріз наведено для Y ≈ 450 мм.
обміну, становить 1,99 м/с. Розподіл швидкості
по всій вказаній площині печі достатньо
рівномірний і знаходиться в межах 1,5...2,3 м/с.
Для обох значень швидкості вентилятора (6 та
8 м/с, рис. 16 і 17) розподіл кінетичної енергії
турбулентності ізотропний по всій площині роз;
рахунків і її значення практично постійне та ста;
новить 0,15...0,20 м2/с2. Аналогічно практично
однорідне поле надлишкового тиску (рис. 18, 19),
його значення при швидкості вентилятора 6 м/с
становить 27,7 кПа, а при 8 м/с – 19,8 кПа, що
дещо більше, ніж в печі без імітаторів.
Висновки
1. Проведені розрахунки дають змогу зроби;
ти уточнення щодо вибору швидкості для венти;
лятора та ролі направляючих для рівномірного
обтікання повітрям хлібобулочних виробів.
Швидкість повітря в печі при однакових швидко;
стях вентилятора більша у випадку наявності
двох типів направляючих, що зумовлено обми;
нанням та обтіканням потоком застійних зон
печі (місця сходження стінок, кути камери, ниж;
ня частина камери тощо) і відповідним збільшен;
68 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 16. Розподіл кінетичної енергії в модернізованій
печі при наявності імітаторів буханок. Швидкість
потоку з вентилятора – 6 м/с. Зріз наведено для
Y ≈ 450 мм.
Рис. 18. Розподіл тиску. Швидкість потоку з
вентилятора – 6 м/с. Зріз наведено для Y ≈ 450 мм.
Рис. 17. Розподіл кінетичної енергії. Швидкість потоку
з вентилятора – 8 м/с. Зріз наведено для Y ≈ 450 мм.
ням швидкості потоків в центральній частині ка;
мери печі. Однак це збільшення швидкості не пе;
ревищує верхню границю оптимальної для робо;
чої області швидкості, яка дорівнює 3 м/с.
Додавання вертикальних направляючих дозволяє
використовувати менш потужний вентилятор (з
на 20% меншою встановленою потужністю), що
приводить до енергозаощадження, зберігаючи
при цьому якість продукції, що випікається.
2. Використання розробленої методики мо;
делювання досліджуваних процесів скорочує
час та матеріальні витрати, необхідні для прове;
дення експериментальних випробувань при
модернізації існуючих зразків та створення но;
вих. Приведена методика розрахунку дозволяє
аналізувати поля швидкостей, поля кінетичної
енергії турбулентності, поля функцій току, поля
динамічних тисків в робочих областях печей
різного типу та відповідно оптимізувати енерге;
тичні витрати та час випічки якісної продукції.
Це дозволяє економити енергетичні, а в деяких
випадках і матеріальні ресурси.
ЛІТЕРАТУРА
1. Launder B.E. and Spalding D.B. The numeri;
cal computation of turbulent flows // Comp. Meth. in
Appl. Mech. & Eng., 1974. Vol. 3. P. 269.
2. Накорчевский А.И., Басок Б.И. Гидроди;
намики и тепломассоперенос в гетерогенных
системах и пульсирующих потоках (под ред.
А.А. Долинского). – К.: Наукова думка, 2001. –
348 с.
3. Авраменко А.А., Басок Б.И., Кузнецов А.В.
Групповые методы в теплофизике. – К.: Наукова
думка, 2003. – 484 с.
Получено 30.10.2006 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 1 69
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
Рис. 19. Розподіл тиску. Швидкість потоку з
вентилятора – 8 м/с. Зріз наведено для Y ≈ 450 мм.
УДК 629.54
ЩЕДРОЛОСЕВ А.В.
Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СПОСОБ ПОДОГРЕВА И
ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ЗАПАСОВ ТЯЖЕЛЫХ ТОПЛИВ НА
ДИЗЕЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СУДАХ
Приведено результати розрахунко*
во*аналітичного дослідження енергое*
фективності паливних підсистем судно*
Приведены результаты расчетно*
аналитического исследования энерго*
эффективности топливных подсистем
The results of calculated*analytical
probing of power efficiency of fuel inter*
systems of ship propulsive plants of diesel
|